日光温室甜椒起垄内嵌式基质栽培优化机制研究

摘要

日光温室传统的土壤栽培环境可控性差，冬春茬低温胁迫频繁，高产稳产能力低等问题持续存在，并且生产中过量施肥较为普遍，养分利用率低，资源问题突出，环境风险大。为了解决上述问题，实现设施蔬菜高产稳产绿色可持续发展，傅国海发明了设施蔬菜土壤起垄内嵌式基质栽培方式(Soil-ridged and substrate-embedded cultivation，SSC)。本研究在前人方式提出的基础上，对新的栽培方式进行了深一步的优化试验探究，以期能够形成配套的SSC垄工艺参数，提质增效，使新型栽培方式能够更好地应用于生产实践。为此，以甜椒生长表现及根区温度响应特征为参考指标，对SSC的垄规格、基质组成和根区养分效应分别进行了大田试验探究。 1.为了明确起垄内嵌式基质栽培不同垄规格的温热和生产性能，在日光温室中进行大田试验，以土垄(CK)为对照，设置了窄垄(T1)、窄垄黑膜(T2)、矮垄(T3)、垫高垄(T4)和标准垄(T5)5种处理，探究栽培垄高度、宽度和覆膜类型对根区温热以及甜椒生长的影响。试验结果表明:黑色地膜的增温效果差，昼夜平均温度较白色透明地膜低1.0℃左右;夜间根区温度随着栽培垄宽度的减小而降低，而栽培垄高度的变化对根区温度的影响并不明显。虽然各处理根区温度日变化略有差异，但昼夜平均温度均在17.5～19.0℃，彼此间温差在1.0℃左右。栽培垄的高度、宽度和覆膜类型对甜椒的株高、茎粗和SPAD影响差异不显著。但与对照相比，试验组各处理的产量均有所提高，并以T3矮垄处理产量最高为6.1kg/m2，产量比土垄提高了90.6％，此外，在试验组中也以T3处理的植株干物质积累量最高。综上，在相同的滴灌水平下，基质槽与垄规格的改变对根区温度和甜椒的株高、茎粗、叶片叶绿素含量影响较弱;但以T3矮垄处理具有最高的产量，生产性能最佳，故在日光温室生产中矮垄(基质槽:宽×高=10cm×10cm)具有更好的应用前景。 2.探究不同施肥浓度和垄规格处理下新型栽培方式对甜椒产量和氮磷吸收利用的影响，明确新型栽培方式下根区氮磷残留的效果。在日光温室中对甜椒进行分区试验，在相同的灌水量下设置高低2种施肥量，并在每个施肥小区内以土垄(SR)为对照，设置标准垄(NR)、矮标准垄(NRs)、窄标准垄(NRn)和种植密度加倍标准垄(NRd)4种不同规格的垄嵌式基质栽培垄，探究不同施肥量和垄规格对甜椒产量、生物量以根区养分残留的影响。结果表明，增加施肥量可以提高甜椒的产量、生物量、株高和茎粗，但在叶绿素含量上没有显著差异。养分在根区的残留与施肥量有显著正相关，随着施肥量的增加养分在根区的积累也会增加;内嵌基质栽培与土壤相比能够促进甜椒对养分的吸收，降低养分在根区的积累，尤其能显著降低硝态氮的含量，避免土壤污染。2个施肥小区中，均以NRs矮垄处理产量最高，并且根区养分残留相对较低，故优化的NRs处理垄规格在日光温室中具有更好的应用前景。 3.为探究起垄内嵌式栽培基质配比对甜椒生长和根区温度的影响，在日光温室中以土壤栽培(CK)为对照，共设置4种不同基质配比（体积比）:草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1、2∶1∶1、3∶1∶1和3∶2∶1。结果表明:根区基质温度受两侧土壤温度的影响，与两侧土壤温度呈极显著相关;不同基质配比根区温度日变化规律不一致，但日平均温度无显著差异;4种基质配比的根区昼夜平均温差均比土壤低1.0～2.0℃。基质配比对不同生育阶段甜椒的株高、茎粗和SPAD没有显著性影响，但2∶1∶1配比处理能显著提高甜椒的干物质量。4种基质栽培的甜椒产量均高于土壤，其中2∶1∶1配比处理产量最高为6.46kg/m2，产量较土壤栽培处理提高了103.1％。在植物体养分含量上，总的来看也以配比2处理的甜椒含量最高。总结而言，基质配比对根区温度和甜椒的株高、茎粗、叶片叶绿素含量上影响不显著，但草炭∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1基质配比能够显著促进甜椒干物质量积累、产量的提高和养分的吸收，更适合应用于日光温室甜椒生产。